针对起重机落幅过程中油缸载荷变化大和手动恒速落幅控制存在落幅恒速性能差、操作强度高的问题,提出了起重机落幅速度的积分分离PID闭环自动恒速控制,消除油缸载荷大范围变化对恒速落幅控制性能的影响,提高起重机产品的操控舒适性和竞争力。以某型履带式起重机落幅系统为研究对象,首先搭建了变幅平衡阀AMESim仿真模型,对不同先导压力下的平衡阀压差-流量特性进行仿真和实验验证;在此基础上进行整个落幅系统的机电液联合仿真建模,通过仿真和实验验证采用积分分离PID闭环控制方法可使落幅角速度误差控制在5%以内,满足起重机恒速落幅系统设计的要求,为起重机落幅系统的优化设计和性能提升提供理论和技术参考。

多泵数字液压传动风力机可根据风速大小使相应排量液压泵参与工作,使液压风力机在整个工作风速范围内始终保持高效。但不同排量液压泵参与工作的切换会造成风力机液压传动系统流量发生突变并产生压力冲击,影响风力机工作特性和风轮对风能的吸收。在分析多泵数字液压传动风力机工作原理的基础上,对5 MW级多泵数字液压传动风力机的方案进行设计和AMESim仿真建模;进行恒定风速和变风速条件下液压泵工作切换的仿真研究,得到多泵切换时液压风力机的风能利用系数、液压系统流量、压力等工作特性的变化规律;搭建了5 kW风能能量多泵数字液压传递半实物仿真实验平台对仿真结果进行实验验证;研究结果为多泵数字液压传动风力机风能高效利用和稳定运行提供理论依据和技术参考。

基于组态王和三菱PLC软件,开发一套液压系统电气控制可视化虚拟教学实验系统,利用该系统可实现液压系统的继电器控制或PLC控制实验。以机床工作台液压系统继电器控制为例,介绍整个虚拟实验系统的构成方案和详细实现过程。仿真运行和教学效果表明:该虚拟实验系统可实现从虚拟操作台操作、继电器触点动作和虚拟液压系统动作的实时全联动,能够直观、逼真地显示真实液压系统继电器控制中控制信号传递及相互作用全过程,解决学生学习液压系统微机控制专业课程中对隐藏于液压系统电气控制系统硬件内部的控制信号感觉抽象、难以理解的问题。

磁流变液阻尼器阻尼通道内部磁流变液运动时塞流区边界位置与输出阻尼力之间存在着密切联系。为了得到塞流区边界位置的具体数值和变化规律,基于RD-8041-1型磁流变液阻尼器,对阻尼通道内部磁流变液的剪切应力和流动状态进行了分析,并得到了塞流区边界位置与活塞运动速度之间的函数关系。为了验证所得函数关系的正确性,在推导出磁流变液阻尼器输出阻尼力数学表达式的基础上,根据塞流区边界位置与活塞速度之间的函数关系得到了磁流变液阻尼器在输入电流为1 A时的输出阻尼力,并将计算得到的阻尼力与实际试验测试值进行了对比。对比结果表明:根据塞流区边界位置与活塞速度之间的函数关系计算得到的阻尼力与实测值保持了一致,从而验证了塞流区边界位置与活塞速度之间函数关系的正确性。

提出利用半导体冷却器对液压油箱的油液进行冷却,设计出集油液冷却和油箱隔板功能为一体的半导体冷却隔板和油箱结构。利用CFD软件对油箱内无隔板和分别安装有常规隔板、新型半导体冷却隔板时油箱内部油液的流动进行数值模拟,得到三种情况下油箱内部油液的速度分布云图、速度矢量图和油液流动迹线图。分析了加入常规隔板和新型半导体冷却隔板后对油箱内部油液流动的影响规律,为半导体冷却型油箱的设计和优化提供参考。

以10 L/min力反馈两级电液伺服阀为研究对象,在MATLAB/Simulink下建立伺服阀的仿真模型,通过仿真得到伺服阀的阶跃响应曲线、伯德图和动态性能指标,为力反馈两级电液伺服阀的参数优化、性能提升和工程应用提供了参考。

利用Pro／E和Fluent软件对不同λ1（喷嘴宽度D1与导流窗口最小宽度H1的比值）的偏转板射流阀进行几何建模与流场仿真，得到不同λ1下偏转板射流阀内部射流速度、压力云图和射流流场的速度、压力分布特征；通过分析仿真数据得到λ1对供油流量Qs、射流流量QJ、射流流量效率ηJ的影响规律。研究发现，喷嘴喷射出的部分油液由于受到V形导流斜面的作用沿着V形导流斜面反向运动，从而使喷向接收口的有效射流流量减小，同时在偏转板入口两侧出现漩涡和能量损失；随着λ1增大，供油流量QS近似线性增大，而射流流量QJ先增大后又减小；当λ1=1时射流流量QJ取得最大值12．5kg／s，对应的射流流量效率ηJ，最大为77．6％。研究结果为偏转板射流伺服阀的效率提高及结构优化设计提供理论依据与参考。

运用CFD软件对某型号偏转板射流阀内部不同阀口参数组合下的压力特性进行数值计算和分析，得出偏转板射流阀输出压力特性随不同阀口结构参数组合的变化规律。计算发现：供油压力为4MPa时，λ1≈0．6，1．5≤λ2≤2，1≤λ3≤1．5组合下偏转板射流阀输出压力增益较大，输出压力特性曲线与偏转板位移成线性关系，研究结果可为偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供理论依据与参考。

应用CFD软件对偏转板射流阀进出油阻尼孔不同参数条件下的射流流场进行数值模拟得出偏转板射流阀内部射流速度、压力的分布特征和不同阻尼孔参数D1、D2、L1、L2对射流速度、压力的影响规律。研究发现：射流速度由喷嘴处的最大值先逐渐减小在0.8 mm位置处又上升到仅次于喷嘴射流速度的较大值;射流压力先增大后又在0.8 mm位置处减到较小值最后在两接收口间阀体处达到射流压力最大值。参数D1对通过V型导流窗口的射流流量、射流压力和恢复压差起决定性作用;增大参数D2时射流速度曲线向上平移而射流压力曲线向下平移。参数L1对射流压力有影响而参数L2对射流场的影响可以忽略。研究结果为高性能偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供参考。

通过对两种顶杆小车液压张紧系统工作原理的分析，利用仿真软件AMESim建立了各自相应的液压模型并进行了仿真，得出了顶杆小车快速启动和停止时小车的速度、各段钢丝绳所受拉力和伸长量的变化曲线，为合理选择钢丝钢丝绳提供了参考，而且通过分析比较可知在对小车速度要求较高的场合，采用电液比例张紧系统效果明显优于普通张紧系统。